DE19957171A1

DE19957171A1 - Verfahren zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19957171A1
Application number: DE1999157171
Authority: DE
Inventors: Klaus Ries-Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-11-27
Filing date: 1999-11-27
Publication date: 2001-05-31
Also published as: SE0004320D0; FR2801552A1; JP2001199323A; SE0004320L

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs bei Kraftfahrzeugen, die mit einem elektrischen Lenksystem ausgerüstet sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des Kraftfahrzeugs bei einem Bremseneingriff an den gelenkten Rädern eine nicht durch das Lenkrad bewirkte Radauslenkung derselben erfasst, von anderen möglichen, eine Radauslenkung bewirkenden Einflüssen unterschieden und daraus ein unsymmetrischer Bremseneingriff erkannt wird (Figur 2).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs bei Kraftfahrzeugen, die mit einem elektrischen Lenksystem ausgerüstet sind.

Zukünftig werden vermehrt elektrische Lenksysteme eingesetzt. Dabei ist das Lenkrad nicht mehr mechanisch oder hydraulisch mit den gelenkten Fahrzeugrädern gekoppelt. Die gewünschte Lenkbewegung wird z. B. mittels eines Drehmomentensensors am Lenkrad erfasst, und abhängig davon wird dann ein elektrischer Lenkstellmotor für die Auslenkung der gelenkten Fahrzeugräder angesteuert. Alternativ können beide gelenkten Fahrzeugräder separat durch getrennte elektrische Lenkstellmotoren gelenkt werden.

Ein bekanntes elektrisches Lenksystem ist z. B. in der DE 197 51 125 der Robert Bosch GmbH beschrieben und soll hier kurz als ein Beispiel erläutert werden, bei dem sich das erfindungsgemäße Verfahren anwenden lässt. Bei einem solchen Lenksystem werden die vom Fahrer durch das Lenkrad aufgebrachten Lenkradbewegungen, die durch einen Momentensensor erfasst werden, in einem Überlagerungsgetriebe mit den Bewegungen des elektrischen Lenkstellmotors überlagert. Die so entstandene Gesamtbewegung wird dann über ein Lenkgetriebe bzw. ein Lenkgestänge an die lenkbaren Räder, im allgemeinen die Vorderräder zur Einstellung des Lenkwinkels weitergeleitet. Mit einem derartigen elektrischen Lenksystem, welches auch "Steer-by-Wire"-Lenksystem genannt wird, lässt sich das dynamische Lenkverhalten des Fahrzeugs nicht nur abhängig von dem am Lenkrad aufgebrachten Fahrerlenkwunsch sondern auch abhängig von anderen fahrdynamikrelevanten Größen, wie z. B. Fahrbahnbeschaffenheit, Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, Seitenwindstärke etc. beeinflussen. Ein solches elektrisches Lenksystem kann auch die bei Bremsungen auf sogenannten µ-Split-Fahrbahnen vorkommenden Abweichungen von der geraden Fahrt, bei denen die Fahrbahnreibwerte auf der rechten und linken Fahrzeugseite signifikant verschieden sind, kompensieren.

Eine weitere potentielle Anwendung eines solchen elektrischen Lenksystems ist die Unwucht- und Luftdruckerkennung der gelenkten Fahrzeugräder aufgrund der erfassten Lenkmomente (unveröffentlichte DE 199 06 300.1 der Robert Bosch GmbH).

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs bei Kraftfahrzeugen zu schaffen, welches unter Ausnutzung der durch ein elektrisches Lenksystem (wie es oben geschildert wurde) gegebenen Möglichkeiten erkennen kann, wenn das Fahrzeug bei einem Bremsvorgang aufgrund eines unterschiedlichen Bremseneingriffs am linken und rechten gelenkten Rad aus der Spur zu geraten droht.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungsschritt vorgesehen ist, der während der Fahrt bei einem Bremseneingriff an den gelenkten Rädern eine nicht durch das Lenkrad bewirkte Radauslenkung derselben erfasst, dass ein Unterscheidungsschritt vorgesehen ist, der die erfasste Radauslenkung von anderen möglichen, eine Radauslenkung bewirkenden Einflüssen unterscheidet und dass schließlich ein Erkennungsschritt vorgesehen ist, der daraus einen unsymmetrischen Bremseneingriff erkennt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren sowie einer das Verfahren durchführenden Vorrichtung bestehen darin, dass sie einen unsymmetrischen Bremseneingriff sicher erkennen können und dass durch die Nutzung der durch das elektrische Lenksystem des Kraftfahrzeugs vorhandenen Möglichkeiten eine kostengünstige und keine wesentlichen Hardware-Eingriffe benötigende automatische Erkennung unsymmetrischer Bremseneingriffe ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung kann sich weitgehend auf vorhandene Hard- und Softwaremittel des elektrischen Lenksystems sowie auf Signale von ohnehin in einem solchen mit einem elektrischen Lenksystem ausgestatteten Fahrzeug vorhandene Sensoren stützen.

Zeichnung

Fig. 1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbaren Vorrichtung in Kombination mit einem elektrischen Lenksystem.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, das zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.

Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 ist in Form eines Funktionsblockschaltbilds ein elektrisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs in Kombination mit einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichteten Vorrichtung gezeigt. Davon wird zunächst das elektrische Lenksystem beschrieben. Ein an einem Lenkrad 7 vorgegebener Lenkradwinkel wird von einem Lenkradsensor 4 erfasst und ein entsprechendes Lenkradwinkelsignal an eine Regel/Steuereinheit 1 gegeben, die über eine (nicht gezeigte) Leistungseinheit einen elektrischen Lenkstellmotor 2 mit einem Stellsignal beaufschlagt, das zumindest von dem am Lenkrad 7 vorgegebenen Lenkwunsch aber auch von anderen fahrdynamikrelevanten Größen abhängt. Der elektrische Lenkstellmotor 2 ist mit einem Lenkgetriebe 3 gekoppelt, welches einen entsprechenden Lenkwinkel an den Vorderrädern V_L und V_R einstellt. Der Lenkwinkel δ_L, δ_R kann mit einem Sensor 6, 8 direkt am Lenkgetriebe 3 erfasst und als Istsignal der Regel/Steuereinheit 1 zurückgeführt werden. Ferner kann der Motorstrom des Lenkstellmotors 2 als Iststrom I der Lenkregel/Steuereinheit 1 eingegeben werden. In Fig. 1 nicht gezeigte Drehmomentsensoren können vorgesehen sein, um das Drehmoment an den Vorderrädern V_L und V_R zu erfassen. Die Regel/Steuereinheit 1 kann zur Berücksichtigung fahrdynamischer Größen weitere Sensorsignale Sens1, Sens2 und Sens3 von im Fahrzeug angebrachten Sensoren, wie z. B. einem Querbeschleunigungssensor, einem Giersensor etc. und auch von einer Motorsteuereinheit empfangen, die ein Signal über die Fahrbahnbeschaffenheit, die gefahrene Geschwindigkeit usw. liefert. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Vorrichtung ist in Fig. 1 als Regel/Steuerblock 10 eingezeichnet, der eingangsseitig ebenfalls die genannten Sensorsignale Sens1, Sens2, Sens3 und optionell ein Signal Sens4, das eine erfasste Änderung der Radumlaufgeschwindigkeit angibt, empfängt und ausgangsseitig Bremskraftsignale F_L, F_R erzeugt, die jeweils an einen linken und rechten Bremskraftregler 11, 12 übertragen werden, die der nicht eingezeichneten linken und rechten Bremse an den Vorderrädern V_L und V_R zugeordnet sind.

Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, durch Beobachtung der Reifenauslenkung bei einem Bremseneingriff während eines günstigen Betriebszustands des Fahrzeugs eine unsymmetrische Bremse (linkes und rechtes Rad bremst unterschiedlich) zu erkennen.

Wirkt die Fahrzeugbremse unsymmetrisch, so würde nach einem Bremseneingriff bei konventioneller Lenkung auf das Lenkrad 7 eine Drehkraft einwirken. Wird dabei das Lenkrad 7 nicht festgehalten oder wird nicht gegengelenkt, so kann das Fahrzeug unter Umständen ungewollt seine Richtung ändern, d. h. die Spur verlassen.

Beim Einsatz einer elektrischen Lenkung, wie sie beispielhaft in Fig. 1 dargestellt ist, kann diese Änderung der Reifenauslenkung erfasst werden. Dies kann z. B. durch Erfassung der Änderung der Lenkkraft des Lenkstellmotors 2, durch Erfassung der Änderung des durch den Motor 2 fließenden Stroms bei gleichbleibender Spannung, durch eine direkte Wegmessung der Auslenkung (Lenkwinkel δ_L, δ_R), durch Messen der Änderung des Drehmoments (bei Einsatz eines Drehmomentensensors) oder durch Auswertung von im Reifen integrierten Sensoren zur Ermittlung der Belastung des Reifens geschehen.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines vereinfachten Ablaufdiagramms zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Nach dem Start der Routine wird in einem Schritt S₁ entschieden, ob ein Betriebszustand vorliegt, der zur Überprüfung der Bremsensymmetrie geeignet bzw. günstig ist. Z. B. darf das Fahrzeug nicht auf einer schlechten Wegstrecke fahren. Wenn der Betriebszustand zur Prüfung der Bremsensymmetrie nicht günstig ist, erfolgt Abbruch (Schritt S₇). Wenn dagegen ein günstiger Betriebszustand vorhanden ist (Entscheidung JA), wird in einem Schritt S₂ geprüft, ob der Bremseneingriff einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Prüfung auf Bremsensymmetrie abgebrochen (Schritt S₇). Wenn sich im Schritt S₂ ergibt, dass der Bremseneingriff größer als der vorbestimmte Schwellwert ist (Entscheidung JA), wird in einem Schritt S₃ geprüft, ob die Änderung der Radauslenkung größer als ein anderer vorbestimmter Schwellwert ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird entschieden, dass die Bremse in Ordnung ist (Schritt S₅) und danach abgebrochen (Schritt S₇). Wenn im Schritt S₃ erkannt wurde, dass die Änderung der Radauslenkung größer als der Schwellwert ist (Entscheidung JA), wird im Schritt S₄ erkannt, dass die Bremse unsymmetrisch ist. Dann kann sich ein Schritt S₆ anschließen, der eine Symmetrierung des Bremseingriffs durch Variation der Bremskräfte des linken und rechten Rads herbeiführt. Danach ist die in Fig. 2 gezeigte Routine beendet.

Neben der Änderung der Reifenauslenkung kann zusätzlich das Signal Sens3 vom Giersensor und/oder das Signal Sens4, d. h. die erfasste Änderung der Radumlaufgeschwindigkeit der Fahrzeugreifen (die Sensoren sind in Fig. 1 nicht gezeigt) ausgewertet werden. Ferner kann der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Regel/Steuerblock 10 von der für die Lenkung vorgesehenen Regel/Steuereinheit 1 ein Signal empfangen, welches eine µ-Split-Fahrbahn kennzeichnet, so dass eine dadurch verursachte Radauslenkung von Radauslenkungen unterschieden werden kann, die durch einen unsymmetrischen Bremseneingriff verursacht werden.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs bei Kraftfahrzeugen, die mit einem elektrischen Lenksystem ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des Kraftfahrzeugs bei einem Bremseneingriff an den gelenkten Rädern eine nicht durch das Lenkrad bewirkte Radauslenkung derselben erfasst, von anderen möglichen, eine Radauslenkung bewirkenden Einflüssen unterschieden und daraus ein unsymmetrischer Bremseneingriff erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt eine Änderung der Lenkkraft eines elektrischen Lenkstellmotors erfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt eine Änderung des elektrischen Stroms durch den Lenkstellmotor bei gleicher Spannung desselben erfasst.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt eine Winkeländerung der Auslenkung eines gelenkten Rads erfasst.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt eine Änderung des Drehmoments des Lenkstellmotors erfasst.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterscheidungsschritt einen unsymmetrischen Bremseneingriff von durch Fahrbahnunebenheiten verursachten Radauslenkungen unterscheidet.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterscheidungsschritt einen unsymmetrischen Bremseneingriff von durch eine Unwucht in den gelenkten Rädern verursachten Radauslenkungen unterscheidet.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterscheidungsschritt einen unsymmetrischen Bremseneingriff von Radauslenkungen der gelenkten Räder unterscheidet, die durch unterschiedlichen Luftdruck dieser Räder verursacht werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterscheidungsschritt einen unsymmetrischen Bremseneingriff von Radauslenkungen unterscheidet, die durch eine µ-Split-Fahrbahn in den gelenkten Rädern verursacht werden.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs zusätzlich ein Signal von einem Giersensor ausgewertet wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung eines unsymmetrischen Bremseneingriffs zusätzlich eine Änderung der Radumlaufgeschwindigkeit der gelenkten Räder ausgewertet wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Kompensationsschritt vorgesehen ist, der einen erkannten unsymmetrischen Bremseneingriff durch entsprechende Variation der Bremskräfte und/oder durch unterschiedliche Lenkwinkel an den gelenkten Rädern symmetriert.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einseitiger bzw. unsymmetrischer Bremseneingriff erzeugt wird, der durch einen Kompensationsschritt symmetriert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremseneingriff und/oder der Kompensationsschritt zur Diagnose des Bremssystems und/oder des Lenksystems verwendet wird.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem elektrischen Lenksystem für Kraftfahrzeuge kombiniert ist.